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TWI354965B - Backlight lamp short and broken protection circuit - Google Patents

Backlight lamp short and broken protection circuit Download PDF

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TWI354965B
TWI354965B TW095138083A TW95138083A TWI354965B TW I354965 B TWI354965 B TW I354965B TW 095138083 A TW095138083 A TW 095138083A TW 95138083 A TW95138083 A TW 95138083A TW I354965 B TWI354965 B TW I354965B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit
backlight
width modulation
protection
pulse width
Prior art date
Application number
TW095138083A
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English (en)
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TW200820169A (en
Inventor
He-Kang Zhou
Jian-Hui Lu
Tong Zhou
Original Assignee
Chimei Innolux Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chimei Innolux Corp filed Critical Chimei Innolux Corp
Priority to TW095138083A priority Critical patent/TWI354965B/zh
Priority to US11/974,803 priority patent/US7973760B2/en
Publication of TW200820169A publication Critical patent/TW200820169A/zh
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Description

1354965 ·. · [0001] [0002] 095138083 ' 100年06月17日修正替换頁 發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種背光燈管短路和開路保護電路,尤其 係用於液晶顯示裝置之背光燈管短路和開路保護電路。 【先前技術】 液晶顯示裝置因其具有低輻射性、輕薄短小及耗電低等 特點,故於使用上日漸廣泛,且隨著相關技術之成熟及 創新,其種類亦日益繁多。由於液晶顯示器中之液晶分 子本身並不發光,因此液晶顯示器需借助一背光模組發 光來實現圖像顯示,通常背光模組包括複數背光燈管, 對於該複數背光燈管所連接之高壓逆變器(Inverter)之 安規有很高要求,為了防止操作人員在不規範操作或意 外下,將背光燈管短路或燈管開路,在保証操作人員不 受傷害之同時也要保護好液晶顯示器之本身,這就要在 高壓逆變器内設計保護電路。請參閱圖1,係一種先前 技術背光燈管短路和開路保護電路100之示意圖。該背光 燈管短路和開路保護電路100包括四檢測電路110、一輸 入電路130、一脈寬調變積體電路150及一控制開關170 。該檢測電路110包括四背光燈管111、四檢測輸出端 11 2及四整流濾波電路113,每一背光燈管111藉由一整 流濾波電路113連接一檢測輸出端112。該輸入電路130 包括四二極體131、四偏置電阻132、四濾波電容135、 一第一電晶體1331、一第二電晶體1332、一第三電晶體 1 333、一第四電晶體1334。該第一電晶體1331之源極接 地,該第一電晶體1331之汲極電連接至該第二電晶體 1 332之源極,該第二電晶體1 332之汲極電連接至該第三 表單編號A0101 第5頁/共20頁 1003215737-0 1354965 ____ 100年OS月17日修正替换茛 電晶體1 333之源極,該第三電晶體1 333之汲極電連接至 該第四電晶體1334之源極,該第四電晶體1334之汲極係 該輸入電路130之輸出端。第一電晶體1331之閘極藉由一 偏置電阻132及一濾波電容135並聯接地,一二極體131 之負極電連接至該第一電晶體1331之閘極,該二極體131 之正極作為該輸入電路130之一輸入端。該第二電晶體 1 332、第三電晶體1 333及第四電晶體1334之閘極連接結 構與該第一電晶體1331之閘極連接相同。該四二極體131 之正極分別作為該輸入電路130之四輸入端。該脈寬調 變積體電路150包括一電流採樣端151,當該電流採樣端 151被拉為低電壓時,該脈寬調變積體電路150停止工作 。該控制開關170包括一第五電晶體171、第一、第二限 流電阻172、173及一輸出端175,該第五電晶體171之源 極接地,該第五電晶體171之汲極電連接至該脈寬調變積 體電路150之電流採樣端151,且藉由該第二限流電阻 173連接該輸出端175,該輸出端175輸入一高電壓,該 第五電晶體171之閘極及該第四電晶體1334之汲極同時藉 由該第一限流電阻172電連接至一電源VDD(電壓為5伏) 。正常工作時,該檢測電路110之四檢測輸出端112均輸 出四高電壓訊號。該四高電壓訊號經過該四二極體131使 得該第一電晶體1331、第二電晶體1332、第三電晶體 1333及第四電晶體1334均開啟,該第四電晶體1334之汲 極被下拉為低電壓,該電源VDD藉由該限流電阻172、該 第一電晶體1331、第二電晶體1332、第三電晶體1 333及 第四電晶體1334接地,故該第五電晶體171之閘極輸入低 電壓,該第五電晶體171關閉,因該輸出端175輸入一高 095138083 表單編號A0101 第6頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日修正替換頁 電壓,故該第五電晶體171之汲極為高電壓,該脈寬調變 積體電路150之該電流採樣端151為南電壓*故該脈寬調 變積體電路150處於正常工作狀態。當任意一檢測電路 110檢測到背光燈管111為開路或短路時,該檢測電路 110之檢測輸出端11 2產生一低電壓訊號,該低電壓訊號 經過該二極體131使得該第一電晶體1331、第二電晶體 1332、第三電晶體1 333及第四電晶體1 334之一關閉,由 於該第五電晶體1 71之閘極及該第四電晶體1 334之汲極同 時藉由該第一限流電阻1 72電連接該電源VDD。因此該第 五電晶體171之閘極為高電壓,該第五電晶體171開啟, 於是連接在該第五電晶體171汲極上之該電流採樣端151 被拉為低電壓,該脈寬調變積體電路150停止工作,實現 背光燈管開路和短路保護功能。該背光燈管開路和短路 保護電路100中,該輸入電路130包括第一、第二、第三 、第四電晶體1331、1332、1 333、1334四個電晶體, 如果採用之背光燈管增多時,該輸入電路130之電晶體也 需要相應增加。 【發明内容】 [0003] 有鑑於此,提供一種結構簡單之背光燈管開路保護電路 實為必要。 [0004] 一種背光燈管開路和短路保護電路,其包括一電源、一 檢測電路、一輸入電路及一脈寬調變積體電路。該檢測 電路包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複數檢測輸 出端。該輸入電路包括複數二極體及一濾波電容。該脈 寬調變積體電路包括一電流採樣端及一過壓保護端。其 095138083 表單編號A0101 第7頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日核正菩换苜 中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接 連接一檢測輸出端。一連接有整流濾波電路之檢測輸出 端與該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各 檢測輸出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接 。該輸入電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由 該電容接地,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電 源連接。當該電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓 時,該脈寬調變積體電路停止工作,當該燈管之數目為 奇數,該整流濾波電路之數目為燈管數目加一的一半, 當該燈管之數目為偶數,該整流濾波電路之數目為燈管 數目的一半。 [0005] 相較於先前技術,上述背光燈管開路和短路保護電路中 ,輸入電路之具有開關功能,省去了電晶體,也省去了 獨立之控制電路,該檢測電路只用了少量整流濾波電路 ,電路結構更為簡單。 【實施方式】 [0006] 請參閱圖2,係本發明第一實施方式所揭露之一種背光燈 管開路和短路保護電路之示意圖。該背光燈管開路和短 路保護電路200包括一檢測電路210、一輸入電路230、 一脈寬調變積體電路250。 該檢測電路210包括一第 一背光燈管2111、一第二背光燈管2112、一第三背光燈 管2113、一第四背光燈管2114、一第一檢測輸出端2151 、一第二檢測輸出端2152、一第三檢測輸出端2153、一 第四檢測輸出端2154及二整流濾波電路213。該第一 '第 095138083 表單編號A0101 第8頁/共20頁 1003215737-0
1354965 A 100年06月17日梭正替換頁 二背光燈管2111、2112之高電壓端分別接一交流電源兩 端,該第三、第四背光燈管2114之高電壓端分別接一交 流電源兩端,該二交流電源輸出位相一致之訊號,該第 一背光燈管2111之低電壓端藉由一整流濾波電路213連接 該第一檢測輸出端2151,該第三背光燈管2113之低電壓 端藉由一整流濾波電路213連接第三檢測輸出端2153,該 第二背光燈管2112之低電壓端連接該第二檢測輸出端 2152,該第四背光燈管2114之低電壓端連接第四檢測輸 出端2154。 該輸入電路230包括一第一開關二極體 231、一第二開關二極體232、一第三開關二極體233、 一分壓二極體234、一限流電阻235、一偏置電阻236、 一濾波電容237、一第一輸入端2381、一第二輸入端 2382及一第三輸入端2383。該第一、第二、第三開關二 極體231、232、233和該分壓二極體234之正極均藉由該 限流電阻235接至一直流電源VDD,該第一、第二、第三 開關二極體231、23 2、233之負極分別作为該第一、第 二、第三輸入端2381、2382、2383,該分壓二極體234 之負極藉由該偏置電阻236及該濾波電容237並聯接地。 該輸入電路230之每一輸入端可與該檢測電路210之任一 檢測輸出端電連接,例如該第一輸入端2381與該第一檢 測輸出端2151電連接,該第二輸入端2382與該第二檢測 輸出端2152電連接,該第三輸入端2383與該第四檢測輸 出端2154電連接。 [0007] 該脈寬調變積體電路250包括一電流採樣端251和一過壓 保護端253,為了避免誤操作,該電流採樣端251必須有 095138083 表單編號A0101 第9頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日梭正替換肓 訊號輸入,該電流採樣端251可與該檢測電路210之任一 檢測輸出端電連接,例如與第三檢測輸出端21 53連接。 為了保證輸入訊號的穩定可靠,該電流採樣端251同時藉 由一電容接地。該過壓保護端253與該輸入電路230之分 壓二極體234之負極電連接《當該電流採樣端251與/或該 過壓保護端253輸入低電壓時,該脈寬調變積體電路250 停止工作。 [0008] 本實施方式中,該第一、第二、第三、第四背光燈管 2111、2112、2113、2114均係採用冷陰極射線管,該 第一、第二、第三開關二極體231、232、233和該分壓 二極體234均係採用型號為BAW56/SOT之二極體,該限流 電阻235阻值為100ΚΩ,該偏置電阻236阻值為510ΚΩ, 該濾波電容237容抗為0.1#F,該電容容抗為33nF,該 脈寬調變積體電路250係採用型號為OZ9939G之積體電路 〇 [0009] 正常工作時,該檢測電路21 0之第一檢測輸出端21 51接有 整流濾波電路213,因此輸出正電壓訊號,反饋回該輸入 電路230之第一輸入端2381為正電壓,故該第一二極體 231截止。該檢測電路210之第三檢測輸出端21 53接有整 流濾波電路213,因此輸出正電壓訊號,反饋回該電流採 樣端251為正電壓。該第二、第四檢測輸出端2152、 2154均輸出位相一致之交流訊號,分別反饋回該輸入電 路230之第二、第三輸入端2382、2383為位相一致之交 流訊號。當該交流訊號處於正半週期時,該直流電源VDD 對該濾波電容237進行充電,該濾波電容237處於正電壓 095138083 表單编號A0101 第10頁/共20頁 1003215737-0 1354965 [0010] [0011] [0012] [0013] 100年06月17日轉替换頁 狀態,從而維持該脈寬調變積體電路25〇之過壓保護端 253為高電壓狀態。當該交流訊號處於負半週期時,該第 二、第三二極體2382、2383導通,將該直流電源VDD拉 為低電壓,該濾波電容237開始放電,但該濾波電容237 在該父流訊號處於負半週期内維持正電壓狀態,該過壓 保濩端253也為高電壓狀態,故該脈寬調變積體電路25〇 仍正常工作。 當該檢測電路210中之背光燈管短路或開路時,為方便描 述,現以第一背光燈管21Π開路或短路為例說明。該第 一檢測輸出端21 51輸出一低電壓訊號,該第一開關二極 體231處於導通狀態,該電源被下拉為低電壓,從而 使该脈寬調變積體電路250之過壓保護端253處於低電壓 狀態,該脈寬調變積體電路250處於保護狀態停止工作, 實現保護功能。 該第一、第四背光燈管2112、2114出現短路或開路之保 護原理與第一背光燈管2111相似,而第三背光燈管2113 出現短路或開路時該脈寬調變積體電路25〇之電流採樣端 251輸入一低壓訊號,該脈寬調變積體電路25〇處於保護 狀態停止工作,實現保護功能。 相較於先前技術’上述背光燈管開路和短路保護電路2〇〇 中,輸入電路230之二極鱧具有開關功能,省去了電晶體 ,也省去了獨立之控制電路,該檢測電路21〇只用了二整 流濾波電路,電路結構更為簡單。 請參閱圖3 ’其是本發明之第二實施方式之示意圖。該背 095138083 表單編號A0101 第Π頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日修正替換莨 光燈管開路和短路保護電路300之結構及連接方式與第一 實施方式大致相同,其區別在於:該檢測電路310還包括 一第五背光燈管311、一整流濾波電路313及一第五檢測, 輸出端315,該輸入電路330還包括一第四開關二極體 331及一第四輸入端338。該第五背光燈管311之低電壓 端藉由該整流濾波電路313接至該第五檢測輸出端315, 該第四開關二極體331之負極連接該第四輸入端338,該 第四輸入端338接收來至該第五檢測輸出端31 5之訊號。 本實施方式之保護原理與第一實施方式相同。 [0014] 藉由第一及第二實施方式可推斷出,背光燈管開路和短 路保護電路中,當燈管數量N為奇數時,該檢測電路中整 流濾波電路數量為(N + l)/2,當燈管數量N為偶數時,該 檢測電路中整流濾波電路數量為N/2,因此,本發明之背 光燈管開路和短路保護電路所用之整流濾波電路數量大 為減少,比先前技術結構簡單,成本低,占印刷電路板 面積少,容易布線,容易調試等優點。 [0015] 综上所述,本發明確已符合發明之要件,爰依法提出專 利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式, 本發明之範圍並不以上述實施方式為限,舉凡熟習本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化, 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0016] 圖1係一種先前技術背光燈管開路和開路保護電路之示意 圖。 [0017] 圖2係本發明一較佳實施方式所揭露之一種背光燈管開路 095138083 表單編號 A0101 第 12 頁/共 20 頁 1003215737-0 1354965 100年06月17.日修正替換頁 和短路保護電路之不意圖。 [0018] 圖3係本發明第二實施方式所揭露之一種背光燈管開路和 短路保護電路之示意圖。 【主要元件符號說明】 [0019] 背光燈管開路和短路保護電路:200、300 [0020] 檢測電路:210、310 [0021] 整流濾波電路:213、313 [0022] 輸入電路:230、330 [0023] 第一開關二極體:231 [0024] 第二開關二極體:232 [0025] 第三開關二極體:233 [0026] 第四開關二極體:331 [0027] 分壓二極體:234 [0028] 脈寬調變積體電路:250 [0029] 限流電阻:235 [0030] 偏置電阻:2 3 6 [0031] 濾波電容:237 [0032] 電流採樣端:251 [0033] 過壓保護端:253 [0034] 第一背光燈管:2111 095138083 表單編號A0101 第13頁/共20頁 1003215737-0 1354965 1 100年06月17日梭正替換頁 [0035] 第二背光燈管:2112 [0036] 第三背光燈管:2113 [0037] 第四背光燈管:2114 [0038] 第五背光燈管:311 [0039] 第一檢測輸出端:2151 [0040] 第二檢測輸出端:2152 [0041] 第三檢測輸出端:21 53 [0042] 第四檢測輸出端:2154 [0043] 第五檢侧輸出端:315 [0044] 第一輸入端:2381 [0045] 第二輸入端:2382 [0046] 第三輸入端:2383 [0047] 第四輸入端:338 [0048] 背光燈管:311 [0049] 檢測輸出端:315 095138083 表單编號A0101 第14頁/共20頁 1003215737-0

Claims (1)

1354965 . ’ · 100年06月17日修正替換頁 七、申請專利範圍: 1 . 一種背光燈管開路和短路保護電路,其包括: 一電源; 一檢測電路,其包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複 數檢測輸出端; 一輸入電路,其包括複數二極體及一電容; 一脈寬調變積體電路,其包括一電流採樣端及一過壓保護 端, 其中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接連 接一檢測輸出端,一連接有整流濾波電路之檢測輸出端與 該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各檢測輸 出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接,該輸入 電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由該電容接地 ,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電源連接,當該 電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓時,該脈寬調 變積體電路停止工作,該燈管之數目為奇數,且該整流濾 波電路之數目為燈管數目加一的一半。 2 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一分壓二極體,該分壓二極 體之正極連接該電源,該分壓二極體之負極連接該脈寬調 變積體電路之過壓保護端。 3 .如申請專利範圍第2項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該分壓二極體係型號為BAW56/S0T之二極體。 4 .如申請專利範圍第1項或第2項所述之背光燈管開路和短路 095138083 表單編號A0101 第15頁/共20頁 1003215737-0 .1354965 _____ 100年06月17日•修正替換頁* 保護電路,其中,該輸入電路還包括一偏置電阻,該偏置 電阻與該電容並聯。 5 .如申請專利範圍第4項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該偏置電阻阻值為51 Ok Ω。 6 .如申請專利範圍第4項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一限流電阻,該限流電阻一 端連接該電源,另一端與該分壓二極體之正極連接。 7 .如申請專利範圍第6項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該限流電阻阻值為l〇〇k Ω。 8 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該脈寬調變積體電路之電流採樣端藉由一電容 接地。 9 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該二極體係型號為BAW56/SOT之二極體。 10 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該脈寬調變積體電路係採用型號為OZ9939G之 積體電路。 11 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該電容容抗值為0. luF。 12 . —種背光燈管開路和短路保護電路,其包括: 一電源; 一檢測電路,其包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複 數檢測輸出端; 一輸入電路,其包括複數二極體及一電容; 一脈寬調變積體電路,其包括一電流採樣端及一過壓保護 端; 095138083 表單編號A0101 第16頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日梭正替换頁 其中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接連 接一檢測輸出端,一連接有整流濾波電路之檢測輸出端與 該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各檢測輸 出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接,該輸入 電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由該電容接地 ,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電源連接,當該 電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓時,該脈寬調 變積體電路停止工作,該背光燈管之數目為偶數,且該整 流濾波電路之數目為燈管數目的一半。 13 .如申請專利範圍第12項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該背光燈管之數目為四。 14 .如申請專利範圍第13項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一分壓二極體,該分壓二極 體之正極連接該電源,該分壓二極體之負極連接該脈寬調 變積體電路之過壓保護端。 15 .如申請專利範圍第12項或第14項所述之背光燈管開路和 短路保護電路,其中,該輸入電路還包括一偏置電阻,該 偏置電阻與該電容並聯。 095138083 表單編號A0101 第17頁/共20頁 1003215737-0
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